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天然电场选频法的浅层地下水勘探效果与异常分析 预览
1
作者 杨天春 梁竞 +3 位作者 程辉 董绍宇 宫玉菲 《物探与化探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1194-1200,共7页
通过实践应用、理论推导和模拟计算,说明天然电场选频法在浅层地下水勘探中的有效性,并分析其异常形成过程中起主要作用的天然一次场场源分量。将选频法应用于广西农村找水打井项目中,依据其勘探成果共钻井131口,出水量大于1m3/h的井共... 通过实践应用、理论推导和模拟计算,说明天然电场选频法在浅层地下水勘探中的有效性,并分析其异常形成过程中起主要作用的天然一次场场源分量。将选频法应用于广西农村找水打井项目中,依据其勘探成果共钻井131口,出水量大于1m3/h的井共114口,约占钻井总量的87%。实践表明选频法在浅层地下水勘探中是实用可行的。在实践应用和以往研究成果的基础上,设计均匀半空间内球形充水岩溶的简单模型,以便解析求解并计算分析地表主剖面上二次电场的大小;计算结果表明,水平交变磁场产生的二次电场是一个相对高电位异常,而水平交变电场才产生相对低电位异常,由此推断天然电场选频法在地下水勘探中异常的形成主要是由于地下天然交变电场分量作用的结果。 展开更多
关键词 天然电场选频法 地电场 地下水 电磁场 游散电流
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深度加权函数对磁张量反演效果影响研究 预览
2
作者 鲁光银 宗传志 《中国科技信息》 2018年第11期88-91,共4页
利用磁张量进行反演比直接利用磁场数据反演能够得到更加精细的结果,针对位场数据反演中存在的"趋肤现象",在进行磁张量反演时,通过在反演正则化公式中加入深度加权函数可以有效地避免这种"趋肤现象",提高纵向分辨能力,本技术研究... 利用磁张量进行反演比直接利用磁场数据反演能够得到更加精细的结果,针对位场数据反演中存在的"趋肤现象",在进行磁张量反演时,通过在反演正则化公式中加入深度加权函数可以有效地避免这种"趋肤现象",提高纵向分辨能力,本技术研究了深度加权函数对反演中深度分辨的改善效果,通过对比不同深度加权因子值对应的反演效果,得到最佳的深度加权因子值,并且在本技术中还引入了深度分辨率图像DRP作为分析反演深度分辨率的手段,借助DRP图像分析了反演方法对目标体的探测能力。 展开更多
关键词 数据反演 加权函数 张量 深度分辨率 纵向分辨能力 直接利用 加权因子 图像分析
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重力梯度张量种植反演 预览
3
作者 朱自强 鲁光银 《中国有色金属学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期997-1005,共9页
针对在重力梯度张量正演中计算耗时过长和核矩阵内存消耗过大等制约反演实施的瓶颈问题,在L1范数的基础上,引入种植反演,用累加求和分析替换迭代求解,避免计算或存储反演核矩阵,以减少内存占用和加快反演迭代;针对种植反演容易导致相邻... 针对在重力梯度张量正演中计算耗时过长和核矩阵内存消耗过大等制约反演实施的瓶颈问题,在L1范数的基础上,引入种植反演,用累加求和分析替换迭代求解,避免计算或存储反演核矩阵,以减少内存占用和加快反演迭代;针对种植反演容易导致相邻异常源相互侵入的问题,引入一个基于位场水平衰减特性加权函数来限制密度吸引子的作用范围,以期使密度吸引子忽略较远的异常源,抑制相邻异常源相互干扰。反演结果及分析表明重力及重力梯度张量种植反演所需计算机内存小和水平衰减特性加权函数能有效的抑制相邻异常源的侵入。 展开更多
关键词 种植反演 水平加权特性函数 重力梯度张量 L1范数
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花岗岩地区浅部地下水井位的快速确定 预览 被引量:1
4
作者 杨天春 张正发 +1 位作者 许德根 《水文地质工程地质》 CSCD 北大核心 2017年第5期20-24,32共6页
文章探讨在花岗岩地区地下水井位的快速定位问题,结合工程实践,采用三极电阻率测深法和天然电场选频法开展综合探测研究。首先实施三极电阻率测深剖面工作,对采集结果进行二维有限元反演研究,获得二维测深断面上低阻导电体的分布规律;... 文章探讨在花岗岩地区地下水井位的快速定位问题,结合工程实践,采用三极电阻率测深法和天然电场选频法开展综合探测研究。首先实施三极电阻率测深剖面工作,对采集结果进行二维有限元反演研究,获得二维测深断面上低阻导电体的分布规律;在测深剖面上进一步开展天然电场选频法剖面勘探工作,得到低阻含水构造的水平精确位置,并进一步开展选频测深法的实践。后期的成井结果表明:三极电测深勘探成果的剖面异常比较直观,选频法则在异常体的地表水平定位方面比较精确,施工非常方便,两种方法相结合对地下水进行综合勘探是一种行之有效的办法。 展开更多
关键词 测深 天然电场选频法 地下水 花岗岩
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重力场欧拉反褶积最优解提取 预览
5
作者 周勇 +1 位作者 侯萍萍 杨子龙 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2017年第5期598-604,共7页
在传统重力场欧拉反褶积中,单一构造指数难于表征多个异弱常源;而枚举构造指数易于导致欧拉解过度发散、欧拉解解集庞大且其中谬解极多。为此,在采用非预测欧拉反褶积方法,避免枚举构造指数的基础上,采用截断奇异值分解法解欧拉齐次方程... 在传统重力场欧拉反褶积中,单一构造指数难于表征多个异弱常源;而枚举构造指数易于导致欧拉解过度发散、欧拉解解集庞大且其中谬解极多。为此,在采用非预测欧拉反褶积方法,避免枚举构造指数的基础上,采用截断奇异值分解法解欧拉齐次方程,以评价欧拉解的不稳定性,在此基础上,构建估计函数以保留位场总场效应相对较弱的异常源。最后通过数值例子进一步表明了方法的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 欧拉反褶积 最优解 估计函数 截断误差 奇异值分解
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磁力张量数据的目标体边界识别方法探讨 预览
6
作者 秦秀颖 鲁光银 +1 位作者 朱自强 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2016年第1期19-29,共11页
这里系统地介绍了磁张量数据边界识别数值计算的几种方法,包括利用磁张量不变量、水平梯度模法(the total horizontal derivatives,THDR)、解析信号法(The analytic signal amplitude,ASM)、Tilt梯度法、Tilt梯度的水平导数法、Thet... 这里系统地介绍了磁张量数据边界识别数值计算的几种方法,包括利用磁张量不变量、水平梯度模法(the total horizontal derivatives,THDR)、解析信号法(The analytic signal amplitude,ASM)、Tilt梯度法、Tilt梯度的水平导数法、Theta图法、BZZ的水平梯度模法等,给出了各种方法的张量组合方式、各自的适用范围及优缺点,利用结果图中的极值点、零点或其他特征点来识别边界。通过对矩形棱柱体的模型验算,证明深度、磁倾角对边界识别影响较大,磁偏角几乎无影响。利用磁梯度不变量、解析信号法、Tilt梯度法得到目标体边界精确、完整,与实际目标体边界吻合度高,表明利用这些方法能够很好地完成磁张量数据的边界识别。 展开更多
关键词 磁张量 张量不变量 磁源边界 边界提取
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基于Cokriging的三维重力张量随机反演 预览
7
作者 黄天统 朱自强 +1 位作者 鲁光银 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2015年第4期428-436,共9页
重力张量是重力位的二阶导数,与传统的重力测量相比,重力张量具有更高的分辨率.协同克里格法是地质统计学中常见的一种方法,使用协同克里格法对三维重力张量各分量数据进行随机反演.由于位场数据在深度方向上的分辨率较低,因此需通过使... 重力张量是重力位的二阶导数,与传统的重力测量相比,重力张量具有更高的分辨率.协同克里格法是地质统计学中常见的一种方法,使用协同克里格法对三维重力张量各分量数据进行随机反演.由于位场数据在深度方向上的分辨率较低,因此需通过使用深度加权函数和钻孔数据来解决这一问题,对比了带深度加权和带钻孔数据的协同克里格反演结果.反演结果表明,协同克里格法能够较好地反演重力张量各分量数据,两种方式都能够较好地反演出地下异常位置,带深度加权的协同克里格法反演出来的密度值与实际值有一定的偏差,而带钻孔数据的协同克里格法能够较好地反演出剩余密度值,并且对于不同埋深的异常体都能很好地反映. 展开更多
关键词 协同克里格 重力张量 反演 钻孔数据 深度加权函数
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基于分裂Bregman迭代的混合正则化重力场反演 预览
8
作者 朱自强 鲁光银 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1699-1706,共8页
针对重力场反演中深度分辨率过低的问题,提出基于混合稀疏正则化联合反演。引入L1多尺度小波和全变差技术,使在剔除干扰异常及规避反演过度聚焦的同时,尽可能地保留深度方向上的分辨率;针对在混合正则化反演中预条件矩阵左乘(求逆)计... 针对重力场反演中深度分辨率过低的问题,提出基于混合稀疏正则化联合反演。引入L1多尺度小波和全变差技术,使在剔除干扰异常及规避反演过度聚焦的同时,尽可能地保留深度方向上的分辨率;针对在混合正则化反演中预条件矩阵左乘(求逆)计算量过大的问题,构建新的深度权项实现基于最小分裂Bregman迭代算法快速三维密度反演成像。研究结果表明:本文反演方法可行、有效,具有较强的适应性。 展开更多
关键词 混合正则化 分裂Bregman迭代算法 深度加权矩阵 多尺度小波 全变差正则化
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重力梯度张量解析信号的欧拉反褶积 预览 被引量:3
9
作者 朱自强 王灿 +1 位作者 鲁光银 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期217-222,共6页
利用重力梯度张量数据高精度的特点以及解析信号在确定异常体位置上的优势,将重力梯度张量解析信号代替位场的导数完成重力梯度张量解析信号的欧拉反褶积;通过在1个窗口内对1组数据点解3个欧拉方程来自动识别构造指数,从而规避了传统欧... 利用重力梯度张量数据高精度的特点以及解析信号在确定异常体位置上的优势,将重力梯度张量解析信号代替位场的导数完成重力梯度张量解析信号的欧拉反褶积;通过在1个窗口内对1组数据点解3个欧拉方程来自动识别构造指数,从而规避了传统欧拉反褶积方法中需要事先确定构造指数的问题,同时减少了背景场的影响。研究结果表明:使用重力梯度张量的解析信号,其欧拉反褶积的解收敛性很好,能准确地判断地下异常体源的位置,有效规避背景场的影响,反演效果较好。 展开更多
关键词 重力梯度张量 解析信号 欧拉反褶积
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基于混合正则化的重力场约束反演 预览 被引量:5
10
作者 朱自强 鲁光银 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2601-2608,共8页
在实际地下地质构造是一类多尺度的构造(如断层和褶皱等),而传统的正则化方法多基于最小光滑策略,其反演密度模型一般不易辨识以上构造。为此在分裂Bregman迭代正则化框架下引入混合正则化方法以充分利用非光滑反演和小波多尺度反... 在实际地下地质构造是一类多尺度的构造(如断层和褶皱等),而传统的正则化方法多基于最小光滑策略,其反演密度模型一般不易辨识以上构造。为此在分裂Bregman迭代正则化框架下引入混合正则化方法以充分利用非光滑反演和小波多尺度反演算子的特性,引入与衰减系数无关的深度加权矩阵以更好地描述深部异常;针对非光滑反演中异常幅值易于超出现实及理论异常范围,引入密度成像中的约束以确保反演具有物理意义。通过设置两类模型,对比多类正则化反演方法。反演结果显示:混合正则化反演能有效地勾勒异常边界;在处理埋深不同的异常源时,相对于聚焦反演出现的过度聚焦现象而导致的反演深度描述不准确、异常歪斜,混合正则化反演的聚焦效应相对较弱、但深度描述准确。这表明本研究反演确实可行、有效,且具有更强的适应性。 展开更多
关键词 深度加权 密度约束 聚焦反演 混合正则化 边界识别
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重力梯度张量解析信号的正演模拟 预览 被引量:3
11
作者 王灿 朱自强 +1 位作者 鲁光银 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2479-2497,共19页
利用重力梯度张量具有高精度的特点以及解析信号在确定异常体位置上的优势,将解析信号应用于重力场中,研究重力梯度张量解析信号振幅及其一阶导数的极值位置空间变换规律,为重力场解析信号边缘和位置识别提供理论基础。对模型的正演... 利用重力梯度张量具有高精度的特点以及解析信号在确定异常体位置上的优势,将解析信号应用于重力场中,研究重力梯度张量解析信号振幅及其一阶导数的极值位置空间变换规律,为重力场解析信号边缘和位置识别提供理论基础。对模型的正演试算结果表明:使用重力梯度张量的解析信号能准确地判断地下异常体源的位置情况,有效规避背景场的影响。 展开更多
关键词 重力梯度张量 解析信号 正演模拟
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重力梯度张量的预条件共轭梯度法反演 预览 被引量:7
12
作者 陈少华 朱自强 +1 位作者 鲁光银 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期619-625,共7页
针对重力梯度张量反演中的问题,提出基于预条件共轭梯度法的重力梯度张量反演。通过在目标函数中加入粗糙度对模型进行约束以避免反演参数远多于采集点数的欠定问题不稳定,并在目标函数中添加深度加权矩阵对核函数进行补偿,以避免核函... 针对重力梯度张量反演中的问题,提出基于预条件共轭梯度法的重力梯度张量反演。通过在目标函数中加入粗糙度对模型进行约束以避免反演参数远多于采集点数的欠定问题不稳定,并在目标函数中添加深度加权矩阵对核函数进行补偿,以避免核函数随着深度的增大而快速衰减的问题。分别反演、比较各重力梯度张量分量和联合5个独立分量,并将重力梯度张量5个独立联合反演应用于Y型岩脉。研究结果表明:联合反演效果明显优于单一分量的反演效果,且能较好地与原始模型相吻合,证明了本文算法的有效性。 展开更多
关键词 重力梯度张量 深度加权函数 预条件共轭梯度法 反演
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基于粒子群算法的重力张量反演研究 预览 被引量:2
13
作者 孙中科 朱自强 +1 位作者 鲁光银 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2013年第2期128-133,共6页
重力梯度张量的定义是对重力位求二阶导数,相比于传统的布格重力异常,它在反映地下密度异常分布上有着更高的灵敏度,且能够进一步准确直接地反映目标体的边界。但对单个张量分量作反演时,可能会丢失一部份有用的信息,从而造成反演... 重力梯度张量的定义是对重力位求二阶导数,相比于传统的布格重力异常,它在反映地下密度异常分布上有着更高的灵敏度,且能够进一步准确直接地反映目标体的边界。但对单个张量分量作反演时,可能会丢失一部份有用的信息,从而造成反演结果的误差。而全张量反演是将重力的五个梯度张量联合起来进行反演,这样做可以综合更丰富的场源信息。相比于传统做法中的布格重力异常反演和单重力张量分量反演,得到的反演结果不仅有了更高的分辨率,在识别目标体特征上也有更好的效果。粒子群算法是一种基于群体智能的优化迭代算法,这里利用粒子群算法对重力张量单分量、布格重力异常和全张量分别进行反演,并对结果进行简要分析。 展开更多
关键词 重力张量 粒子群优化算法 反演
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基于OpenMP的重力张量并行正演 预览 被引量:1
14
作者 余涛 朱自强 +1 位作者 鲁光银 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2013年第4期共6页
重力张量是重力位的二阶空间导数,对密度体的变化和细节部份反映更为灵敏.对于复杂的重力密度模型来说,张量的解析公式是很难推导的.为了模拟这种情况,将复杂模型进行有限元剖分,计算每个单元的重力异常对测点张量的影响,最后叠加得到... 重力张量是重力位的二阶空间导数,对密度体的变化和细节部份反映更为灵敏.对于复杂的重力密度模型来说,张量的解析公式是很难推导的.为了模拟这种情况,将复杂模型进行有限元剖分,计算每个单元的重力异常对测点张量的影响,最后叠加得到整个复杂模型在测点处的重力张量.采用Delaunay四面体非结构化网格对密度体进行剖分,经分析表明,这种剖分方式具有较高的精度.有限元剖分的方式拟合复杂形体缺点之一是计算量比较大,而并行化能有效解决这个问题.这里基于OpenMP并行模型编写了重力张量并行正演程序,分析了不同情况下并行的执行性能,为大规模复杂模型的重力张量正演提供了一种并行策略和思路. 展开更多
关键词 重力张量 正演 OPENMP 并行
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基于自适应模糊聚类分析的重力张量欧拉反褶积解 预览 被引量:5
15
作者 朱自强 鲁光银 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期1033-1039,共7页
利用将重力全张量数据应用在欧拉反褶积中,规避位场梯度计算的精度问题,引入自适应模糊聚类算法克服聚类数目需要求预先确定、模糊聚类分析局部最优、分类不确定等弱点,并准确的确定多异常源的情况。核密度估计结果表明,张量欧拉反... 利用将重力全张量数据应用在欧拉反褶积中,规避位场梯度计算的精度问题,引入自适应模糊聚类算法克服聚类数目需要求预先确定、模糊聚类分析局部最优、分类不确定等弱点,并准确的确定多异常源的情况。核密度估计结果表明,张量欧拉反褶积比预设结构参数的欧拉反褶积方法更能表征地下异常类型;反演结果表明,传统欧拉反褶积难于识别在深大型异常源附近的浅部规模相对较小异常源;过滤后的欧拉反褶积解的空间包络基本与初始模型的一致,张量欧拉反褶积在获得多异常源的空间结构信息更具有优势。 展开更多
关键词 全张量重力梯度:三维欧拉反褶积 自适应模糊聚类分析
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基于单元细分H-自适应有限元全张量重力梯度正演 预览 被引量:4
16
作者 朱自强 +2 位作者 鲁光银 曾思红 郭文斌 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2010年第3期 1015-1023,共9页
在重力梯度各阶张量正演中,难于求取复杂地质体的解析式,转而利用已知解析解的简单规则几何形体近似剖分地质体,其会引起较大的几何拟合误差.本文首先从全张量重力梯度解析公式出发结合等参变换基于有限元分析给出了满足地下复杂地... 在重力梯度各阶张量正演中,难于求取复杂地质体的解析式,转而利用已知解析解的简单规则几何形体近似剖分地质体,其会引起较大的几何拟合误差.本文首先从全张量重力梯度解析公式出发结合等参变换基于有限元分析给出了满足地下复杂地质体正演的型函数,引入体积分的误差指示器用以估计全张量重力梯度误差,提出了适用于全张量重力梯度正演的自适应计算的策略及迭代算法,数值算例证明了本文方法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 全张量重力梯度正演 非结构化网格 自适应有限元 复杂形体
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地质雷达目标体体积计算 预览
17
作者 朱自强 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2009年第2期 117-120,共4页
采用地质雷达探测地质体,很难直接从探测图像资料上获取目标体体积。这里基于频域雷达方程,提出了一种根据地质雷达探测影像宽度,电磁波长,以及目标体埋深等参数来计算散射截面,进而求取被测目标体等效体体积的计算模型,并将其应... 采用地质雷达探测地质体,很难直接从探测图像资料上获取目标体体积。这里基于频域雷达方程,提出了一种根据地质雷达探测影像宽度,电磁波长,以及目标体埋深等参数来计算散射截面,进而求取被测目标体等效体体积的计算模型,并将其应用于工程实例。计算结果表明,该模型准确可靠,是一种快速求取目标体体积的新思路。 展开更多
关键词 地质雷达 体积 数学模型 圆柱空腔 散射截面
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隧道地质灾害地震波探测的高阶有限差分模拟研究 预览
18
作者 鲁光银 韩旭理 +2 位作者 朱自强 何现启 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2008年第3期 73-77,共5页
研究目的:研究隧道施工中不良地质灾害体反射波法探测机理问题。 研究结果:采用吸收边界和加阻尼边界的方法,边界反射基本上达到完全吸收的效果;采用交错网络的高阶有限差分计算,能够直观、准确的反映出非均匀岩层、溶洞、软弱夹... 研究目的:研究隧道施工中不良地质灾害体反射波法探测机理问题。 研究结果:采用吸收边界和加阻尼边界的方法,边界反射基本上达到完全吸收的效果;采用交错网络的高阶有限差分计算,能够直观、准确的反映出非均匀岩层、溶洞、软弱夹层等隧道复杂构造和不良地质灾害体的地震波传播特征。 展开更多
关键词 隧道 灾害 数值模拟 岩溶 高阶有限差分
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CSAMT法在地热勘查中的应用 预览
19
作者 汪洋 朱自强 +1 位作者 鲁光银 《中国科技信息》 2019年第2期73-73,共1页
地热作为一种可再生清洁能源,被广泛开发应用于取暖、制冷、温泉及发电中。CSAMT法作为一种有效物探方法,其在地热勘查中能发挥很大作用。本文以某景区地热勘查为例,详细介绍了CSAMT法的基本原理,野外工作方法及数据处理等内容,结果表... 地热作为一种可再生清洁能源,被广泛开发应用于取暖、制冷、温泉及发电中。CSAMT法作为一种有效物探方法,其在地热勘查中能发挥很大作用。本文以某景区地热勘查为例,详细介绍了CSAMT法的基本原理,野外工作方法及数据处理等内容,结果表明该方法具有很好的勘查效果。 展开更多
关键词 CSAMT法 地热勘查 应用 可再生清洁能源 野外工作方法 物探方法 数据处理 温泉
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Joint inversion of gravity and multiple components of tensor gravity data 预览
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作者 鲁光银 朱自强 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第7期1767-1777,共11页
Geological structures often exhibit smooth characteristics away from sharp discontinuities. One aim of geophysical inversion is to recover information about the smooth structures as well as about the sharp discontinui... Geological structures often exhibit smooth characteristics away from sharp discontinuities. One aim of geophysical inversion is to recover information about the smooth structures as well as about the sharp discontinuities. Because no specific operator can provide a perfect sparse representation of complicated geological models, hyper-parameter regularization inversion based on the iterative split Bregman method was used to recover the features of both smooth and sharp geological structures. A novel preconditioned matrix was proposed, which counteracted the natural decay of the sensitivity matrix and its inverse matrix was calculated easily. Application of the algorithm to synthetic data produces density models that are good representations of the designed models. The results show that the algorithm proposed is feasible and effective. 展开更多
关键词 联合反演 多组分 复杂地质模型 重力 地球物理反演 结构特征 不连续性 地质构造
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